Устройство для воспроизведения функций

О П И С А Н И Е (п)991444ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (6 ) Дополнительное к авт, санд-ву (22) Заявлено 12, 02. 81 (21) 324889 /18-24(23) Приоритет Опубликовано 23.01.83, Бюллетень Юе Дата опубликований описания 23.01,83Еу Харьковский ордена Ленина политехнический" институт им. В.И.Ленина(54) . УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯФУНКЦИЙ Изобретение относится к автоматике и вычислительной техинке и может найти применение при воспроизведении . нелинейных функций аналоговых сигналов.5Известно устройство для воспроизведения функций, содержащее компараторы, счетчик, блок памяти, цифроаналоговые преобразователи; множительный блок и сумматоры 1 1 .ю Известно также устройство для воспроизведения функций, срдержащее входной преобразователь, блок адресации, блок памяти, инвертор, цифроаналоговые множительные блоки и сумматор 2) .Недостатком известных устройств является пониженная точность воспроизведения функций из-за возрастания погрешностей перемножения постоянных сигналов на малые аналоговые сигналы при значениях аргумента функции близ- . ких к узловым значениям аргумента. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для воспроизведения функций, содержащее первый сумматор, соединенный первым входом с вы" ходом первого цифро-аналогового преобразователя, а вторым входом - с шиной ввода аргумента и с входом аналого" цифрового преобразователя, подключен" ного выходами к адресным входам блока памяти, соединенного первой и второй группами выходов с цифровыми входами цифро-аналогового множительного блока и второго цифро-аналогового преобразователя, подключенных выходами к первому и. второму входами. второго сумматора, выход которого .является выходом. устройства, причем выход пврвоГо сумматора соединен с аналоговым входом цифро-аналогового множительного блока, а цифровые входы первого цифроаналогового преобразователя подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя313 99144Недостатком устройства является пониженная точность воспроизведения функций, что обусловлено наличием большой погрешности цифро-аналогового множительного блока при малых зна- ю чениях сигнала на его аналоговом входе.Цель изобретения - повышение точ" ности воспроизведения функций.Цель достигается тем, что в устрой 10 ство для воспроизведения функций, содержащее первый сумматор, соединенным первым входом с выходом первого цифро"аналогового преобразователя, а вторым входом - с шиной ввода аргу мента и с входом аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходами к адресным входам блока памяти, соединенного первой и второй группами выходов с цифровыми входами 20 цифро-аналогового множительного блока и второго цифро-аналогового преобразователя, подключенных выходами к первому и второму входам второго сум" матора, выход которого является вы- ф ходом устройства, дополнительно введены третий и четвертый цифро-аналоговые преобразователи, ключи, блок сравнения, блок выделения максимума и третий Сумматор, соединенный первым З 0 входом с выходом третьего цифро-аналогового преобразователя, вторым входом - с выходом первого сумматора, первым входом блока сравнения и с сигнальным входом первого ключа, а вы- Зз ходом " с сигнальным входом второго ключа и с вторым входом блока сравнения, подключенного прямым выходом к управляющему входу первого ключа, а инверсным выходом - к управляющим 40 входам второго и третьего ключей, причем выходы первого и второго ключей соединены с входами блока выделения максимума, подключенного выходом к аналоговому входу цифро-аналого.43 вого множительного блока, а третий вход второго сумматора соединен с выходом третьего ключа, подключенного сигнальным входом к выходу четвертого цифро-аналогового преобразователя, а 0 цифровые входи первого, третьего и четвертого цифро-аналоговых преобразователей соединены с соответствующими группами выходов блока памяти.На чертеже изображена блок-схема устройства для воспроизведения функций. Устройство содержит первый сумматор 1, соединенный первым входом с1выходом первого цифро-аналогового преобразователя 2, а вторым входомс шиной 3 ввода аргумента и с входом аналого-циФрового преобразователя 4, Преобразователь 4 подключен выходами к адресным входам блока 5 памяти, со" единенного первой и второй группами выходов с цифровыми входами цифроаналогового множительного блока б и второго цифро-аналогового преобразователя 7. Выходы блока б и преобразователя 7 подключены к первому и второму входам второго сумматора 8, выход которого является выходом устройства, Третий сумматор 9 соединен первым входом с выходом третьего цифро-аналогового преобразователя 10, вторым входом - с выходом сумматора 1 первым входом блока 11 сравнения и с сигнальным входом первого ключа 12, а выход - с сигнальным входом второго ключа 13 и с вторым входом блока 11 сравнения. Блок 11. подключен прямым выходом к управляющему входу ключа 12, а инверсным выходом - к управляющим входам второго и третьего ключей 13 и 14, Выходы ключей 12 и 13 соединены с входами блока 15 выделения Максимума, подключенного выходом к аналоговому входу цифро-аналогового множительного блока 6. Третий вход сумматора 8 соединен с выходом ключа 14, подключенного сигнальным входом к выходу четвертого цифро-аналогового преобразователя 16, Цифровые входы преобразователей 2, 10 и 16 соединены с соответствующими группами выходов блока 5 памяти. Устройство работает следующим образом,Входной сигнал Х преобразуется вналого-цифровым преобразователем 4 в некоторое числов соответствии с которым блоком 5 памяти производится выбор значения аргумента х в 1-ом узле аппроксимацИи, значения длительности 1-го участка аппроксимации А значения функции Г(х) в -ом узле аппроксимации и ее максимального приращения ьГ на -ом участке аппроксимации (ЬГ; = Д Д х ) и значения тангенса Д угла: наклона на 1-ом участке аппроксимации, Выбранные значения х., Кх Г(х,:), ьГ и по соответствующим выходам блока 5 передаются на цифровые входы цифро-аналоговых преобразователей 2, 1 О, 7, 1 б и цифро-аналогового множительного5 991444 6 блока 6. На выходе сумматора 1 обра- на выход блока 15 выделения. максимума зувтся сигнал отрицательного сигнала с выхода сум 1дх =х-х" матора 9а на выходе сумматора 9- Ахи -- дх . - Дхьх = Кх " Ах 1. % В этом случае на выходе цифро"Сигналы с выходов .сумматоров 1, 9 аналогового множительного блока 6 поступают на входы ключей 12-13 и формируется сигналГ блока 11 сравнения, Если величина . ду = оГ,1 Ь " - с д хф,Ь хдх то на прямом выходе блока который,. поступая на вход сумматора 8 11 сравнения формируется сигнал, кото"в совместно с сигналами Г(х 1) с выхода. ,рым открывается ключ 12, а на инверс- цифро-аналогового преобразователя 7 ном выходе блока 11 - сигнал, которым и д Г с выходацифро-аналогового закрываются ключи 13 и 14, В этом . преобразователя 16, приводит к появ. случае сигнал на выходах ключей 13 и пению на выходе сигнала) 14 равен нулю, а сигнал на выходе клюф .у = Г(х;) + ЬГ 1 - а( д х;+Ы, Ь х ча 12 равен выходному сигналу сумма- = Г(х 1) + а; Ь х . тора 1. Следовательно, на выход блока которым определяется функция на (-ом15 выделения максимума передается сиг- участке аппроксимации.1 нал с выхода сумматора 1, что приво- Так как величина д хьх, то дит к формированию на выходе цифро ф вновь при выполнении операции умно" аналогового "множительного блока 6 ана- женин постоянного сигнала.с( на велилогового сигнала приращения Функции чинуш,1(х0 с помощью цифро-. анаду,. = с,1 ь х 1, . логового множительного блока 6 полу.1Так как на выходе ключа 14 сигнал чается результат с высокой точностью, равен нулю, то на входы сумматора 8 ф Таким образом, предлагаемое уст;поступают слагаемые .Е(х) и д у"., -цторойство для воспроизведения функций приводит к появлению на его выходе позволяет обеспечить высокую точность сигнала воспроизведения Функций при произ.- у .= Е(х) + Ь у. .вольных значениях х, принадлежащих которым и определяется функция на ЗВ интервалам аппроксимации, что и оп-ом участке аппроксимации. ределяет технико-экономическую эффек-,Следовательно, при значениях тивность возможного применения уствходного сигнала х, знацительно боль- ройства.ших граничного значения х, при. Формировании, приращения функции произво".3дится умножение кора постоянной ве- формула изобретенияличины на аналОговый сигнал, значи- устройство для воспроизведениятельно больший нуля, что позволяет . функций, содержащее первый сумматор,попучать результат с высокой точнос соединенный первым входом с выходомтью с помощью цифро-аналогового мно- фв первого цифро-аналогового преобразо- жительного .блока 6.вателя, а вторым входом - с шинойП ч ниях входного сигнала х ввода аргумента и с входом аналого- б к величине х сигнал на вы- цифрового преобразователя, дри значея по ключенз м вхо ам,блока ходе сумматора 9 по модулю больше ного выходами к адресным вход сигнала на выходе сумматора 1. Тогда памяти, соединенного первой и второй сигнал с инверсного выхода блока 11 гРУппами выходов с цифровыми входами сравнения открывает цепи прохождения цифро аналогового мни о-аналогового множительного блока сигналов от сигнальных входов клю 13 14 на их входы а сигнал зователя, подключенных выходами кЯна прямом выходе блока 11 закрывает первому и второму входам второго сум-, цепи прохождения сигналов с сигналь-, матора, выход которого является выхоного входа на выход ключа 12. Если в дом устройства, о т л и ц а ю щ е екацестве блока 11 сравнения исполь" с я тем, что, с целью повышения точзовать усилитель с большим коэффи-. ности воспроизведения функций; в него циентом усиления и дифференциальным дополнительно введены третий и чет" входом, то, используя пассивные схемы вертый цифро-аналоговые преобразовареализации блока 15 выделения макси- тели, ключи, блок сравнения, блок мума, нетрудно обеспечить передачу , выделения максимума и третий сумма 7, 991444тор, соединенный первым входом с выходом третьего цифро"аналогового преобразователя, вторым входом " с вы"ходом первого сумматора, первым входом блока сравнения и с сигнальным звходом первого ключа, а выходом " ссигнальным входом второго ключа и свторым входом блока сравнения, подключенного прямым выходом к управляющему входу первого ключа, а инверс- вным выходом - к управляющим входамвторого и третьего ключей, причем выходы первого и второго ключей соединены с входами блока выделения мак;симума, подключенного выходом к ана-. флоговому входу цифро-аналогового мнодительного блока, а третий вход второго сумматора соединен с выходомтретьего ключа, подключенного сиг" нальным входом к выходу четвертогоцифро-аналогового преобразователя, ацифровые входы первого, третьего ичетвертого цифро-аналоговых дреобра"зователей соединены с соответствующимигруппами выходов блока памяти. Источники информации,принятые во вниманиее при экспертизе1, Патент СШШ йф 3373273)кл. 235-197 опубл, 1968,2. Гинзбург С.А., Любарский Ю.Я.функциональные преобразователи с аналого"цифровым представлением информации. И., "Энергия", 1973, с.38.3. Кори Г., Кори Т. Электронныеаналоговые и аналого-.цифровые вычислительные машины. М., нМирфф, 1968,т.2, с.216, рис, 11.31 А (прототип),Составитель С,КаэиновТехред А. Бабинец Корректор Ю.иакарен едактор С.Патрушев аэ 136/68 го кой и а аушск ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн Тираж 701 КИПИ Государственно по делам иэобретени 35, Москва, Ж, Р Подписноетета СССРрытийнаб., д, /5